DE2265676C2

DE2265676C2 - Anordnung zur Wiedergabe von informationen von einem scheibenfoermigen Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE2265676C2
Application number: DE2265676A
Authority: DE
Inventors: Jon Kaufmann Skillman N.J. Clemens
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1985-06-27
Also published as: FR2130505A1; HK31776A; SE409063B; SE385164B; AT371279B; AT371280B; JPS5267316A; GB1392206A; FR2130505B1; MY7600167A; JPS5416211B2; IT950432B; DE2265437C2; JPS53694B1; SE409062B; SE7505778L; SE408601B; JPS531650B2; CA1019833A; ES401079A1

Description

Die lirfindung bcirifft eine Anordnung zur Wiedergabe von Informationen, die auf dem Boden einer spiralförmigen Rille in einem elektrisch leitfähigen Belag eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers als unebenes Muster aufgezeichnet sind, auf dem ein dielektrischer Film liegt und das bei einer Relativbewegung zu einem Abtaster elektrostatische Kapazitätsänderungen hervorruft, welche von dem Abtaster abgetastet werden und mittels einer mit dem Abtaster verbundenen Schaltungsanordnung in ein zur Wiedergabe geeignetes Signal umgewandelt werden.

Es sind viele Arten der Aufzeichnung von Informationen bekannt Das elektromechanische Prinzip wie es beispielsweise bei einem gewöhnlichen Plattenspieler mit piezoelektrischem Wandler verwirklicht ist, bringt gute Ergebnisse bei begrenzten Bandbreiten (beispielsweise bei Schallaufzeichnungen).

Bei Magnetbandaufzeichnungen wurde durch das Schrägschriftverfahren die speicherbare Bandbreite gegenüber dem zuvor üblichen Längsschriftverfahrcn vergrößert, so daß eine Aufzeichnung von Videofrequenzen auf Magnetband als Speichermedium möglich ist.
Man hat auch schon Videosignale auf eine Schallplatte aufgezeichnet, indem man durch »Bandbreilcn-Umsetzung« die Aufzeichnung von Signalen niedrigerer Frequenz auf eine Schallplatte ermöglichte. Die aufgezeichneten niederfrequenten Signale werden abgetastet und unter Verwendung einer Speicherröhre in videofrequente Signale zur Darstellung eines Fernsehbildes umgesetzt.

Die vorgenannten und ebenso andere vergleichbare Systeme haben verschiedene Mängel wie zum Beispiel das Fehler einer für Videofrequenzen ausreichenden Bandbreite, ungenügend lange Spieldauer, hohe Kosten der Massenvervielfältigung oder teure Abspielgcräte. So ist das Magnetband für Videoaufzeichnungen ein verhältnismäßig teures Medium. Wenn man für Videoaufzeichnungen eine Schallplatte mit niedriger Bandbreite verwendet, dann sind die notwendigen Einrichtungen zur Bandbreiten-Umsetzung für das normale Käuferpublikum zu teuer.

In jüngster Zeit ist eine Speichertechnik für Videosignale entwickelt worden, bei der die Videosignale elektromechanisch auf eine dünne biegsame Platte aufgezeichnet und von ihr abgetastet werden. Beim Abspielen wird die Platte über einen zentralen Mitnehmer mit einer Drehzahl von etwa 1500 Umdrehungen je Minute angetrieben, wobei sie auf einem Luftpolster über cinem ortsfesten Tisch rotiert. Die gewonnenen Ausgangssignale haben genügende Bandbreite, um ein schwarzweißes Fernsehbild erzeugen zu können. Bei diesem System ist die Vervielfältigung von Platten zwar verhältnismäßig billig, die Spieldauer ist jedoch begrenzt wegen der verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeit der Platte und wegen der Tatsache, daß nur eine Seite der Platte bespielt ist (DE-OS 15 74 491).

Eine Anordnung der eingangs beschriebenen An zur kapazitiven Abtastung einer Aufzeichnungsplattc ist aus der Deutschen Auslegeschrift 11 81 275 bekannt. Bei dieser Anordnung sind zwei Kondensatorelektroden vorgesehen, die in gewissem Abstand berührungslos über das Muster der Plattenrille gleiten, z. B. geführt durch beidseitig des Musters verlaufende Stützkanten.

Durch das unebene, aus dielektrischem Stoff bestehende Muster entsteht bei Relativbewegung /wischen Abtaster und Rille eine fühlbare Kapazitätsänderung /wischen den beiden Kondcnsatorelckirodcn des Abtasters. Ein elektrisch lcitfähiger Belag im Killcnimistcr

hl führt zur Wirbclstrombildung. die auf den Abtasikondensalor im Sinne einer Erhöhung des Verlustfaktors rückwirkt und so für die Abtastung mit ausgenutzt wird.

Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist erstens

das relativ geringe Auflösungsvermögen in Längsrichtung der Rille, das bedingt ist zum einen durch die Größe des Spaltes oder Zwischenraumes zwischen den beiden Abtasterelektroden und zum anderen durch den Abstand zwischen Muster und Abtaster, der sich dadurch ergibt, daß der Abtaster über An Rille schweben muß und nicht in sie hineingreifen kann. Zweitens haben die zur Führung des Abtasters erforderlichen Stützkanten beidseitig des Musters zur Folge, daß r>enachbarte RillenwindiHgen nicht sehr eng nebeneinander gelegt werden können. Beides reduziert die mögliche Pakkungsdichte der Aufzeichnung, denn durch Ersteres ist die Menge der Infonnationselemente in Längsrichtung der Riiie begrenzt, und durch den zweiten Umstand wird die Anzahl der Rillenwindungen pro Radiuseinheit der Platted, h.die Rillendichte, reduziert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der Aufzeichnungen sehr hoher Packungsdichte wiedergegeben werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrisch leitfähige Belag als eine der beiden Elektroden eines Kondensators dient und daß der Abtaster aus einem Trägerkörper aus elektrisch Polierendem Material besteht, der eine Abtastfläche aufweist, die auf dem dielektrischen Film während der Abtastung gleitet und an der eine als zweite Elektrode des Kondensators dienende, auf dem Trägerkörper befestigte, elektrisch leitfähige Schicht mit einer Querschnittsform endet, die mit der Querschnittsform der Abtastfläche und der Querschnittsfarm der Rille wenigstens in einem kleinen Bereich beiderseits der Rillenlängsachse übereinstimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann der Abtaster in die Rille greifen, und die als leitende Schicht des Abtaster-Trägerkörpers gebildete Kondensatorelektrode kann nur unter Zwischenschaltung des dielektrischen Films auf dem Muster direkt mit dem leitenden Belag des Musters als zweiter Kondensatorelektrode zusammenwirken. Der Abstand zwischen den beiden Kondensatorelektroden ist somit äußerst gering, ebenso kann die leitende Schicht am Trägerkörper und somit die Ausdehnung der ersten Kondensatorelektrode in Längsrichtung der Rille sehr dünn gemacht werden, so daß das Auflösungsvermögen der Abtastung sehr hoch wird. Ferner sind keine Stützkanten zum Führen des Abtasters erforderlich, so daß eine hohe Rillendichte möglich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung si.id die Formen des Abiasters und der Rille derart aufeinander abgestimmt, daß während des Abspielens eine Fläche der leitenden Abtasterelektrode von dem in seiner Geometrie modulierten leitenden Material am Boden der Rille nur durch die darüber befindliche dünne dielektrische Schicht getrennt ist. Bei Relativbewegung von Abtaster und Rille zueinander ergibt sich eine ausreichend lineare Beziehung zwischen den die Information darstellenden Unebenheiten am Rillenboden und der von Abtasterelektrode und leitender Plattenoberflp.che gebildeten Kapazität. Eine auf solche Kapazitätsschwankungen ansprechende Schaltungsanordnung kann die aufgezeichnete Information leicht in Form elektrischer Signale mit genügendem Störabstand bereitstellen. Aufgrund der beschichteten leitenden Oberfläche der Platte sind verschiedene Aufzeichnungen auf beiden Plattenseiten möglich, wobei die Wiedergabe der einen Plattenseite durch die auf der anderen Plattenseite aufgezeichnete Information praktisch nicht gestört wird.

Wenn man die oben beschriebene Platte für die SDeicherung breitbandiger Signale anwendet, dann gelangt man zu einer Videospeichertechnik, deren Vorteile darin bestehen, daß man die von der Schallplattenpressung her bekannten verhältnismäßig hilligen Verfahren zur Massenvervielfältigung von Aufzeichnungen anwenden kann (wobei noch die notwendige Metallisierung und Beschichtung hinzukommt), daß ferner das Grundmaterial für den Aufzeichnungsträger ein verhältnismäßig billiges thermoplastisches Material beispielsweise der

to Vinylgruppe sein kann und daß man schließlich beim Abspielgerät die Technik des Plattentellerantriebs und des Plattenwechselns heranziehen kann, wie sie ähnlich von herkömmlichen Schallplattenspielern her bekannt ist Außerdem liefert diese Speichertechnik eine für schwarz-weiße oder farbige Bilder ausreichende Bandbreite bei einer beträchtlich geringeren Drehzahl der Platte (z. B. 360 U/min) als sie bei der oben beschriebenen luftgepolsterten biegsamen Platte erforderlich ist. Hierdurch wird die Spieldauer einer Plattenseite des gleichen Durchmessers wesentlich größer. Weiterhin bringt die vorhandene Möglichkeit, beide Seiten der Platte zu bespielen, eine weitere Verlängerung der Spieldauer je Platte um den Faktor 2, verglichen mit den nur einseitig bespielbaren Platten des oben beschriebenen luftgepolsterten Systems.

Annehmbare Fernsehbilder lassen sich mit dem Abspielen einer aus Vinylkunststoff bestehenden Platte gewinnen, deren Oberfläche mit einer aufgedampften etwa 500 Angström (A) dicken Metallschicht beispielsweise aus Aluminium überzogen ist, über welcher sich eine etwa ebenso dicke dielektrische Schicht z. B. aus Polystyrol befindet. Für eine Abspielgeschwindigkeit der Platte von 360 Umdrehungen je Minute können die Kenngrößen der Rille beispielsweise folgende Werte haben: Eine Rillendichte von 40 Rillen auf einen Millimeter (1000 Rillen pro Zoll), eine Rillenbreite von 11 um und eine gesamte Rillentiefe von 5 μίτι. Die Rillenwände können leicht gekrümmt sein, wobei die Abtastspitze entsprechende Form haben soll. Der Trägerkörper des Abtasters besteht beispielsweise aus einem Saphir, der eine leitende Schicht aus beispielsweise einem Material wie Tantal trägt, welches durch Abtragen in Vakuum auf den Körper aufgebracht ist. Die mit dem Rillenboden zusammenwirkende Fläche der Schicht hat in Längsrichtung der Rille eine Abmessung von etwa 0,3 μm und quer zur Rille eine Abmessung von etwa 5 μιη.

Die Informationsspur am Rillenboden besteht vorteilhafterweise aus einem Muster erhabener und vertiefter

so Bereiche, wobei die ersteren unveränderte Teile des Rillenbodens sind, während die letzteren gegenüber dem normalen Rillenboden um etwa 0,4 μιη vertieft sind. Es lassen sich verschiedene Muster heranziehen: ein Basisband-Muster, worin die Videosignale durch die relative Breite einer zentralen Vertiefung gegenüber den angrenzenden erhabenen Bereichen am Rillenboden dargestellt werden; ein AM-Trägermuster, worin eine von den Videosignalen amplitudenmodulierte Trägerfrequenz durch aufeinanderfolgende Paare von Bereichen dargestellt ist. wobei die Amplitude des Videosignals im ersten Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Vertiefung gegenüber den angrenzenden Erhebungen bestimmt und im darauffolgenden Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Er-

b5 hebung gegenüber den angrenzenden Vertiefungen auf komplementäre Weise bestimmt; und ein FM-Trägermuster, worin sich quer über die Breite des Rillenbodens erstreckende Vertiefungen mit Quer über die Breite des

Riüenbodens erstreckenden Erhebungen abwechseln und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden gleichartigen Bereichen (z. B. zwischen aufeinanderfolgenden Vertiefungen) mit der Amplitude des Videosignals variiert.

Die Originalaufzeichnung der Videoinformaiion oui* eine Mutterplatte, von der Kopien hergestellt werden können, kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, einschließlich elektromechanisches Schneiden und optische Abtastung. Eine Technik, die eine besonders genaue Abtastung ermöglicht, bedient sich jedoch eines Raster-Elektronenmikroskops zur selektiven »Belichtung« einer Photoresist-Schicht in den Rillen einer Mutterplatte aus Nickel. Die Belichtung erfolgt entsprechend der aufzuzeichnenden Information nach dem gewünschten Muster (z. B. Basisband, AM oder FM). Die anschließende Herstellung von Vinyl-Kopien kann auf ähnliche Weise erfolgen, wie die Vervielfältigung von Schallplatten. Zur endgültigen Fertigstellung solcher Kopien wird die Oberfläche jeder Kopie noch mit einem metallischen und einem dielektrischen Überzug versehen.

Beim Abspielen einer Hattenkopie können verschiedene Verfahren angewendet v/erden, um aus den zwischen der Abcasterelektrode und der Metallfläche der Platte auftretenden Kapazitätsschwankungen Signale für die bildliche Wiedergabe zu gewinnen. Beispielsweise kann mit der hierdurch gebildeten veränderlichen Kapazität die Resonanz eines von einem HF-Oszillator angeregten Schwingkreises verändert werden. Eine geeignete Detektorschaltung kann die Resonanzänderungen in Amplitudenänderungen eines Ausgangssignals umsetzen, welches dann je nach dem auf der Piatte befindlichen Modulationsmuster in besonderer Weise verarbeitet wird, um daraus beispielsweise Videoausgangssignale zur Steuerung eines Monitors mit Videoeingang oder mudolierte HF-Signale zur Ein^r.peicherung in die Antennenbuchsen eines Fernsehempfängers zu gewinnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines mit einer Rille versehenen Aufzeichnungsträgers und einen Teil der Spitze eines der Rille folgenden Abtasters;

Fig. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht das Profi! der in F i g. 1 dargestellten Rille und die Lage der darin laufenden Abtastspitze;

F i g. 3 zeig« einen Schnitt in Längsrichtung der in F i g. 1 gezeigten Rille;

F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine Aufzeichnungsrille zur Veranschaulichung der Breite der informationsspur und verschiedener darin enthaltener Modulationselemente;

F i g. 5 zeigt perspektivisch die Spitze eines Abtasters in einer besonderen Ausgestaltung;

F i g. 6A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information in Form eines amplitudenmodulierten Trägersignals enthält; die

Fig.6B bis 6D sind Diagramme zur Veranschaulichung der Kapazitätsschwankungen, die von einem über den in Fig.6A dargestellten Rillenabschnitt laufenden Abtaster gefühlt werden;

F i g. 7A ist die Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information als frequenzmoduliertes Trägersignal enthält;

Fig. 7B zeigt in einem Diagramm die Kapazitätsänderungen, die von einem über den in F i g. 7 A dargestellten Teil der Rille fahrenden Abtaster gefühlt werden;

F i g. 8 ist eine Draufsicht auf einen Mechanismus zum Abspielen einer Aufzeichnungsplatte und zeigt einen Abtastarm und einen Teil des Plattenspielers;

F i g. 9 ist eine Seitenansicht des in F i g. 8 gezeigten Mechanismus und zeigt den Plattenteller, die Antriebsvorrichtung und den Abtastarm;

F i g. 10 ist eine Frontansicht des in F i g. 8 gezeigten Mechanismus und zeigt den Abtaster und die Antriebsvorrichtung für den Abtastarm;

F i g. 11 ist eine Frontansicht des in F i g. 8 gezeigter. Abtastarms und zeigt die Anordnung des Abtasters am Abtastarm, ein Schutzgehäuse und die Videoplatte;

Fig. 12 zeigt Einzelheiten einer in Fig. 8 gezeigten Gelenksanordnung;

Fig. ΐ3 zeigt teilweise in Blockform das Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der mit dem Mechanismus nach Fig.8 erfaßten Kapazitätsänderungen.

In F i g. 1 ist ein Teil eines Aufzeichnungsträgers 10 zu sehen, welcher eine Rille 14 enthält, in der ein Abtaster 20 geführt ist. Der Aufzeichnungsträger 10 kann die Form eines Bandes oder eines Blattes haben, in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht es jedoch aus einer runden Platte mit einer darauf befindlichen spiraligen Rille. Die Platte sei aus thermoplastischem Material, z. B. aus Vinylkunststoff, wie er bei Schallplatten verwendet wird. Bei einem solchen Plattcntyp als Speichermedium kann das Abspiclgerät in mancher Hinsicht ähnlich wie ein Schaliplattenspieler aufgebaut sein, d. h. mit einem Plattenteller zur Drehung der Platte, während der Abtaster 20 so gehalten wird, daß er der Spirairille folgt. Ein solches Abspielgerät wird im einzelnen später noch beschrieben. Es sei hervorgehoben, daß nur ein Teil der eigentlichen Spitze des Abtasters 20 in Fig. 1 gezeigt ist, die eine stark vergrößerte Darstellung zur Veranschaulichung der gegenseitigen Anordnung von Abtaster 20 und Rille 14 ist.

Eine genaue Betrachtung der Plattenrille zeigt, daß das Grundmaterial des Aufzeichnungsträgers 10 auf seiner Oberfläche mit einer leitenden Schicht 11 verschen ist, die z. B. durch Vakuumbedampfung aufgebracht sein kann. Diese Schicht kann beispielsweise aus einem leitenden Metall wie Aluminium bestehen und bis zu einer Dicke von z. B. 500 Ä aufgedampft sein. Über der Mctallschicht 11 befindet sich eine dielektrische Schicht 12. Das Dielektrikum für die Schicht 12 kann beispielsweise Polystyrol sein und ebenfalls 500 Ä dick sein.

Die Fi g. 1 zeigt die Topologie der Plattenoberfläche für einen sehr kleinen Teil der Spiralrille 14 mit den darin befindlichen Modulationselementen 18. Die in Fig. Ί ais Beispiel gezeigte ivioduiaiioiiiari ist eine Basisband-Modulation, bei welcher das Informationssignal ohne Verwendung eines Trägersignals direkt aufgezeichnet ist. Andere ebenfalls verwendbare Modulationsarten werden später beschrieben. Die Elemente 18 erscheinen als Erhebungen oder Vorwölbungen in einer Informationsspur 16. Die Elemente 18 erzeugen Kapazitätsänderungen zwischen dem Abtaster 20 und der Metallschicht 11.

Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 fährt und diese abtastet, ändert sich die in unmittelbarer Nähe der Elektrode 23 befindliche Fläche der Metallschicht 11 entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Informationsspur 16 nimmt einen wesentlichen Anteil der Rillenfläche ein, damit die Differenz zwischen der abgefühlten maximalen und minimalen Kapazität möglichst groß ist Die übrigen Flächenteile der Rille bilden die Rillenwände 15, die den Abta-

ster 20 halten. Zur bestmöglichen Ausnutzung der gesnmien Plattenoberfläche wird man die Stegflächen so schmal wie möglich machen. Die relative Größe der Stegflächen ist zur Veranschaulichung in F i g. 1 übertrieben dargestellt.

Der vertiefte Teil der Informationsspur (d. h. zwischen den Modulationselementen 18) hat nahezu gleichmäßige Tiefe, wie es durch die Tiefenabmessung 17 der Informationsspur 16 in F i g. 1 gezeigt ist. In einem typischen Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe 17 der Spur 16 etwa 0,4 μη\ die Rillentiefe etwa 5 μπι und die Rillenbreite etwa 11 μπι.

Der in Fig. 1 gezeigte Abtaster 20 enthält zwei dielektrische Halteblöcke 21 und 22, in denen eine leitende Elektrode 23 eingebettet ist. Die Elektrode 23 sei arn unteren Ende des Abtasters, wo sie die Rille 14 berührt, beispielsweise etwa 0,3 μΐη dick und etwa 5 μπι breit.

Zur Herstellung des Abtasters 20 kann beispielsweise ein leitendes Material wie Tantal durch Vakuumbedampfung (Abtragung im Vakuum) auf einen Saphirblock 21 aufgebracht werden, um die Elektrode 23 zu bilden. Um die gewünschte Elektrodenform zu erhalten, kann der Block dabei teilweise von einer Maske abgedeckt werden, und der Bedampfungsprozeß wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Tantalschicht der gewünschten Dicke entsprechend kontrolliert. Anschließend wird der zweite Halteblock 22 mit der Elektrode 23 verbunden, wobei als Bindemittel beispielsweise eine aufgedampfte Glasschicht 24 dienen kann, so daß eine Sandwich-Anordnung mit der darin eingebetteten Elektrode entsteht. Anschließend wird der Abtaster in einer ein feines Schleifmittel enthaltenden Rille geschliffen, um seine Spitze dem Querschnitt der Rille 14 im großen und ganzen anzupassen. Eine andere Ausführungsform des Abtasters 20 ist in F i g. 5 dargestellt und wird später noch beschrieben.

F i g. 2 zeigt die in F i g. 1 dargestellte Rille im Querschnitt und die Lage des Abtasters 20 in dieser Rille.

In Fig. 2 sind die auch in Fig. 1 dargestellten Teile mit jeweils den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Rille 14 hat insgesamt einen kreisförmig gebogenen Querschnitt, und die Spitze des Abtasters 20 ist in ihrer Form diesem Rillenquerschnitt angepaßt und ist in Berührung mit der Rille. Weil die über der metallisierten Platte liegende Schicht 12 dielektrisch ist, kann die freiliegende Oberfläche der Elektrode 23 des Abtasters 20 in Berührung mit der Schicht 12 gebracht werden, so daß das Verhältnis von maximaler zu minimaler Kapazität zwischen der Elektrode 23 und der Metallschicht 11 besonders groß ist, wenn die Elektrode die Platte abtastet. Wenn die dielektrische Schiern gleichmäßig isi, bleibt der Abstand zwischen der Elektrode 23 und den Modulationselementen 18 ziemlich konstant, so daß Abtaster unterschiedlicher Abmessung oder abgenutzte Abtaster immer noch eine ausreichende Wiedergabequalität bringen. Eine dielektrische Schicht aus Polystyrol hat einen verhältnismäßig geringen Reibungskoeffizienten und verringert somit die Abnutzung des Abtasters.

Die Bewegung des Abtasters 20 bezüglich der Rille 14 erfolgt senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 2. Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 streicht, dann ändert sich die unmittelbar unter der Elektrode befindliche Fläche der metallisierten Platte, so daß ein veränderlicher Kondensator entsteht, dessen Kapazität sich entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal ändert. Bei den oben angegebenen Abmessungen liegt die Metallfläche der die Modulationselemente 18 umgrenzenden vertieften Bereiche der Informationsspur 16 mehr als 0,4 μΐη von der Elektrode 23 entfernt, während die Metallfläche 11 der Modulationselemente 18 nur etwa 500 Ä von der Elektrode 23 entfernt ist. Da die Gesamtfläche 11 unterhalb der Elektrode 23 konstant ist, wird die Kapazität zwischen Elektro de 23 und Metallschicht im wesentlichen von demjenigen Bereich der Metallschicht bestimmt, der zu den Modulationselementen 18 gehört. Die so gebildete Kapazitat ist erstens eine Funktion der Fläche der festen Elektrode, die den einen »Belag« der Kapazität bildet und konstant ist, zweitens eine Funktion der ebenfalls konstanten Dicke der dielektrischen Schicht 12 und drittens eine Funktion der metallisierten Fläche 11 der verschie-

Ί5 denen in Fig. 1 gezeigten Modulationsclcrnente !8.

F i g. 3 ist eine Ansicht eines Schnitts in Längsrichtung der in F i g. 1 dargestellten Rille 14 und zeigt die Modulationselemente 18 in angeschnittener Seitenansicht. Da die Platte einen leitenden Belag hat, ist die Elektrode des Abtasters wirksam von äußeren Störquellen abgeschirmt, die Kapazitätsänderungen hervorrufen könnten. Solche Störquellen wären beispielsweise eine Aufzeichnung oder Oberflächenfehler auf der Plattenrückseite (nicht gezeigt) die ebenfalls bespielbar ist, oder Fehler im Speichermedium 10 selbst. Zwischen der Metallschicht 11 und Masse liegt eine verhältnismäßig konstante Kapazität in Serie mit der Signalkapazität (d. h. der Kapazität zwischen der Abtastelektrode 23 und der Metallschicht 11). Diese Serienkapazität kann verhältnismäßig groß sein und beispielsweise zwischen der Metallschicht 11 und einem leitenden geerdeten Plattenteller oder anderen geerdeten leitenden Gegenständen in der Nähe der Metallschicht 11 gebildet werden.

Fig.4 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Aufzeichnungsrille des in F i g. 1 gezeigten Typs und zeigt zwei verschiedene Zustände des aufgezeichneten Signals. Der linke Abschnitt (18) des gezeigten Rillenstücks ist sowohl mit Niederfrequenz als auch mit Hochfrequenz moduliert, während der rechte Abschnitt (18') nur mit verhältnismäßig niedriger Frequenz moduliert ist. Wenn sich die Elektrode 23 über dem mit 18Ά bezeichneten Ort der Rille befindet, ist die Kapazität minimal. Wenn sich die Elektrode jedoch über dem Ort 18'ß befindet, ist sie im engen Kontakt mit einer größeren Fläche der Metallschicht 11, so daß eine größere Kapazität gefühlt wird. Am Ort 18'Cder Rille 14 ist die Informationsspur 16 vollständig geschlossen, so daß an dieser Stelle eine maximale Kapazität gefühlt wird. Dieser Punkt kann beispielsweise einen Synchronisierimpuls in einem Fernseh-(BAS)-Gesamtsignal darstellen. Wenn der Abtaster längs der Rille 14 läuft, dann ergeben sich zwischen der Elektrode 23 und der Schicht 11 Kapazitätsänderungen, die dem Modulationssignal entsprechen. Diese Kapazitätsänderungen können elektrisch gefühlt und in Videosignale umgesetzt werden, mit denen sich auf einem Fernsehmonitor ein Bild darstellen läßt.

F i g. 5 zeigt perspektivisch und stark vergrößert einen Abtaster 30, der von dem bisher beschriebenen Abtaster darin abweicht, daß er als Halteteil einen einzigen Saphir enthält. Dieser Saphir hat eine vordere Fläche 31 mit einer schrägen Kante 33, die in eine zweite schräge Kante 35 übergeht. Auf einer rückwärtigen Fläche 34 des Saphirs ist ein leitender Belag 38 aufgetragen, der den Leiter zum Abfühlen der Kapazitätsänderungen bildet. Die Fläche 32 zwischen der Vorderseite 31 und der Rückseite 34 ist nach innen zur Vorderseite 31 hin abgeschrägt, so daß der Abtaster etwas Bewegungsfreiheit in

der Rille 14 der Platte 10 hat. Eine entsprechende, je doch nicht zu sehene abgeschrägte Fläche befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der im ganzen trapezoidförmigen Abtasterspitze. Der Abtaster hat an der Vorderseite 31 einen dreieckigen Querschnitt ähnlich dem Querschnitt der Elektrode 38, jedoch wegen der abgeschrägten Seitenflächen etwas schmaler. Die Plattenbewegung erfolgt von links nach rechts gemäß dem in Fig. 5 gezeichneten Pfeil. Das Halteteil kann aus einem Saphir hergestellt sein, der ursprünglich mit einer Spitze 37 (gestrichelt gezeichnet) ausgebildet ist, die durch Schleifen oder Läppen in der oben im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Weise entfernt wird, um die Abtasterspitze dem Querschnitt der Rille 14 anzupassen. Der leitende Belag 38 kann die gesamte Rückseite 34 des Abtasters 30 bedecken und eine Dicke 39 von beispielsweise 0,3 μηι haben.

F i g. 6A ist eine Draufsicht auf eine Rille 14 mit einer Informationsspur 16, deren Breite im wesentlichen die Breite der Rille 14 einnimmt. Die Figur zeigt eine Aufzeichnung in Form eines amplitudenmodulierten Trägers im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Basisband-Aufzeichnungstechnik. Der linke Abschritt 42 des dargestellten Rillenstücks zeigt den unmodulierten Träger, der aus abwechselnden Bereichen erhabener Elemente 41 (Signalelemente) und vertiefter Zonen 43 (in der Zeichnung schraffiert) besteht. Wenn der (nicht gezeigte) Abtaster die Rille entlangfährt, dann sind die Modulationselemente 41 in Berührung mit dem leitenden Element des Abtasters, während die vertieften Zonen 43 mindestens 0,4 μιη vom Abtaster entfernt sind. Die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Modulationselementen 41 (die natürlich eine Metalloberfläche mit einem dielektrischen Überzug aufweisen) ist schematisch in F i g. 6B durch Impulse 4Γ dargestellt, die jeweils unterhalb der Signalelemente 41 der Fig.6A gezeichnet sind. Die Fig. 6C zeigt die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Abschnitten, die den vertieften Bereichen 43 entsprechen. Im Bereich des Abschnittes 42 ist keine nennenswerte Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und der Metalloberfläche am Boden der vertieften Bereiche vorhanden. Fig.6D zeigt die vom Abtaster bei seiner Bewegung !ängs der Rille 14 gefühlte Gesamtkapazität. Diese Figur kann beispielsweise auch ein Ausgangssignal der in F i g. 15 gezeigten Abtasterschaltung darstellen.

Der in F i g. 6A gezeigte rechte Abschnitt 44 der Rille ist mit einem Informationssignal moduliert, wodurch die Informationsspur in der Rille selektiv in dem dargestellten Muster geschnitten ist. Die in Fig.6A gezeigten aufeinanderfolgenden Einzelbereiche 45 bis 50 bilden die in Fig.6B gezeigten Kapazitätswerte 45', 47' und 49' und die in Fig.6C gezeigten Kapazitätswerte 46', 48' und 50'. Man erkennt, daß an den Stellen der Modulationselemente die im linken Rillenteil 42 erhabenen schmalen Bereiche 41 im rechten Rillenteil 44 mehr oder weniger große eingetiefte Teile haben, während die im linken Rillenteil vollständig eingetieften Bereiche 43 im rechten modulierten Rillenteil 44 nur über einen mehr oder weniger großen Teil eingetieft sind. Ein Merkmal dieser Modulationsart besteht darin, daß zusammengehörende Paare (d. h. 45—46,47—48 und 49—50) eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster bilden, wenn dieser durch die Rille läuft. Trotz dieser im wesentlichen gleichbleibenden Auflagefläche ändert die Modulation die gefühlte Kapazität in Übereinstimmung mit dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Grenzen zwischen den unschraffierten und den schraffierten Teilen sind in F i g. 6A stark ausgezogen, um die Modulation hervorzuheben. Fig.6D zeigt den abgefühlten gesamten Kapazitätsverlauf über alle Einzelbereiche 45—50 und den gezeigten restlichen Teil. Über den Abschnitt 52 des modulierten Rillenteils 44 bleibt die Kapazität konstant, wie es in Fig. 6D gezeigt ist. Wenn man die Fig. 6D als Abbildung des Signalverlaufs am Ausgang der elektrischen Abtasterschaltung (gemäß Fig. 15) ansieht, dann bleibt dieses Signal im Intervall 52 auf einem konstanten Pegel (Null).

Die Fig. 7A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille 14 mit einer Infc τ-..lionsspur 16, die im wesentlichen die gesamte fjllenbreite einnimmt. Es handelt sich hierbei um eine Aufzeichnung in Frequenzmodulation, wobei ein Trägersignal, welches durch die Elemente 53 und 54 im linken Rillenteil dargestellt wird, von dem Informationssignal moduliert werden kann. Die eingetieften Bereiche (z. B. 54) sind in der Zeichnung schraffiert dargestellt. Auf der linken Seite der dargestellten Rille zeigen die eingetieften Bereiche 54 und die dazwischenliegenden Signalelemente 53 einen unmodulierten Träger. Wie bei der im Zusammenhang mit F i g. b beschriebenen Amplitudenmodul?'i'jr. fühlt der Abtaster zwischen dem in ihm befindlichen leitenden F.'cmer.; und dem Metallbelag der Platte (von der die darg^i .,nie Rille ein Teil ist) eine maximale Kapazität, wenn sich das leitende Element mitten über einem (erhabenen) Modulationselement befindet und dieses berührt. Wenn sich das leitende Element über einem eingetieften Bereich befindet, dann ist der Abstand zwischen dem leitenden Element und dem Metallbelag der Platte größer und die Kapazität ist kleiner. Bei sich änderndem Absland /wischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen

(z. B. beim Breiterwerden der Elemente 55, 56, 57 und 58) ändert sich die gefühlte Kapazität. Fig. 7B zeigt schematisch die zugehörigen Kapazitätsschwankungen und ist so angeordnet, daß die Kapazitäts-»lmpulse« 55', 56', 57' und 58' unter den sie erzeugenden Signalelementen 55 bis 58 der F i g. 7A liegen. Wenn der Abtaster die Modulation abtastet, entsprechen die negativeren Kapazitätswerte der Fig. 7 B den gleichmäßig breiten eingetieften Bereichen zwischen den Elementen 55, 56, 57 und 58 der F i g. 7A. Der Absland zwischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen ist entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal geändert. F i g. 7B ist zwar eine graphische Darstellung der Kapazitätsänderungen, sie kann jedoch auch ein von der Abtasterschaltung nach Fig. 13 erzeugtes Signal darsiellten.

Fig. 8 zeigt die Draufsicht auf einen Teil eines Abspielgerätes mit einer darauf befindlichen Videoplatte 100. Die Platte 100 enthält auf ihrer Oberseite eine Spiralrille 14 und auf ihrer Unterseite eine Spiralrille 14'.

Die Rille 14' enthält ebenfalls Informationen, die mit dem Abspielgerät wiederzugeben sind. Das Gerät enthält eine Laufwerk-Montageplatte (Platine) 102 mit einem Antriebsmotor und einem Triebwerk (in der Figur nicht gezeigt). Ein Schutzgehäuse 104 enthält einen Abtasterarm 106, der auf einer zugehörigen Zentrierstütze 107 ruht, wenn das Gerät nicht in Betrieb ist. Der Abtaster 20 ist mittels einer Befestigungskappe 108 am Abtasterarm 106 befestigt. Der Abtaster 20 greift durch eine Öffnung iO9 im Schutzgehäuse 104 und berührt die Platte 100. Die elektrische Verbindung zu der im Abtaster eingebetteten Elektrode erfolgt über eine biegsame Leitung 110, die beispielsweise aus Berylliumkupfer hergestellt ist. Der Abtasterarm 106 ist mit einem Korrektur-

mechanismus 125 für Rillengeschwindigkeitsfehler über eine elastische Gelenkverbindung 120 verbunden, die Bewegungen des Abtasterarms 106 sowohl in seitlicher als auch in vertikaler Richtung während des Betriebs erlaubt.

Das Schutzgehäuse 104 und der Abtasterarm 106 werden derart angetrieben, daß der Abtaster 20 der Rille 14 folgen kann. Dieser Antrieb erfolgt über eine Antriebswelle 130, die über einen (in Fig. 8 nicht gezeigten) Mechanismus mit einem Halter 136 für das Schutzgehäuse gekoppelt ist. Während des Betriebs wird das Schutzgehäuse 104 einschließlich des Abtasterarms 106 durch die Antriebswelle 130 quer über die Platte bewegt, um einen angenäherten Gleichlauf mit der Rille 14 zu erhalten. Infolge des elastischen Gelenks 120 undauch der biegsamen Leitung 110 kann der Abtasterarm 106 auf der Platte 100 nachgeben, so daß der Abtaster 20 den Bewegungen folgen kann, die sich durch Veränderungen wie zum Beispiel dem Verziehen der Plattenoberfläche ergeben können. Der Korrekturmechanismus 125 für den relativen Rillengeschwindigkeitsfehler ist ein elektromechanischer Wandler, der von elektrischen Signalen aus der in Fig. 15 gezeigten Scnaltung beaufschlagt wird, um Geschwindigkeitsfehler zu kompensieren, die sich durch Drehzahländerungen des Plattentellers, exzentrische Anordnung der Platte oder andere Einflüsse ergeben können.

In manchen Fällen kann ein durch Geschwindigkeitsfehler hervorgerufenes Bildzittern dadurch verringert werden, daß man die Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung (AFR) für die Horizontalfrequenz in dem für die Wiedergabe des Videosignals verwendeten Fernsehempfänger modifiziert. Man verändert hierzu die Zeitkonstante des AFR-Filters, so daß der geregelte Horizontaloszillator den durch die Geschwindigkeitsfehler hervorgerufenen Frequenzänderungen der abgetasteten Synchronisierimpulse folgt.

Das Schutzgehäuse 104 kann auch einige der in Fig. 13 dargestellten elektrischen Schaltungen beherbergen, um durch Anordnung der Abtastschaltungen in dichter Nachbarschaft des Abtasters 20 Streukapaz'täten und elektrische Störungen zu vermindern. Eine mit der Abtastelektrode 23 elektrisch verbundene Spule 245 kann auf einer Schaltungsplatte 140 angeordnet werden, ohne den Auflagedruck des Abtasters 20 zu beeinflussen, weil der Abtasterarm 106 frei »schwimmt« und unabhängig vom Gewicht des Schutzgehäuses 104 ist. Die anderen Schaltungskomponenten, die sich innerhalb des gestrichelt gezeichneten rechteckigen Blocks 104 der F i g. 15 befinden, können ebenfalls auf dem Schaltungsbrett 140 angeordnet werden. Ein typischer Wert für die Auflagekraft des Abtasters 20 ist etwa 0,5 Gramm.

F i g. 9 ist eine Seitenansicht des Laufwerks und zeigt den Antriebsmotor 150 für den Arm, der über einen Antriebsriemen 155 und eine Riemenscheibe 133 mit der Welle 130 verbunden ist. Die Geschwindigkeit des Motors 130 ist so gewählt, daß sich das Schutzgehäuse 104 radial über die Platte 100 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die im richtigen Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit der Platte 100 steht Der Abtasterarm wird also nicht von der Spiralrille selbst über die Platte gezogen, sondern das Schutzgehäuse 104 wird seinerseits durch den Motor 150 angetrieben. In Fi g. 9 ist auch der Antriebsmotor 160 für den Plattenteller zu sehen, wobei es sich um einen Synchronmotor handelt, der den Plattenteller 101 (für eine Drehzahl von beispielsweise 360 U/ min) über ein Reibrad 161 antreibt, welches auf der Welle des Motors 160 sitzt. Die Platte 100 ist auf dem Plattenteller 101 durch einen Zapfen 80 zentriert, der durch ein (nicht gezeigtes) Zentrierloch in der Platte paßt. Die Teile, die gleichzeitig in Fig.9 und Fig.8 dargestellt sind, tragen jeweils die gleichen Bezugszahlen. Fig. 8 zeigt außerdem die Eingriffsplatte 135. die Geradführung 165 für den Arm, die Arretierungsstange 170 und die Vorrichtung 175 für die Höhenjustierung des Arms, deren Funktionen nachstehend anhand der Fig. 10beschrieben werden.

ίο F i g. 10 ist eine Vorderansicht der mechanischen Einrichtung zur Bewegung des Schutzgehäuses 104 über die Platte iOO. Die in dieser Figur wiederkehrenden Teile aus den F i g. 8 und 9 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Man erkennt, daß die Antriebswelle 130 in einem Teil 131 eine Schraubenspindel darstellt, mit welcher der Halter 136 für das Schutzgehäuse über eine Eingriffsvorrichtung 138 verbunden ist. Die Länge der Schraubenspindel 131 ist so gewählt, daß die Eingriffsvorrichtung 138 nicht mit dem rechts in der Figur ge- zeigten Gewindeteil 131 der Welle 130 zusammenwirken kann, bevor der Abtaster in einer Rille der Videoplatte ist. Wenn das innerste Rillenstück auf der Platte beim Abspielvorgang erreicht wird, dann erreicht die Eingriffsvorrichtung das Ende des Gewindeteils der Spindel 131, und der Abtasterarm bleibt stehen.

Der Halter 136 für das Schutzgehäuse sitzt mit Gleitlagern 166 und 166' zu beiden Seiten des Halters 136 schwenkbar auf einer Geradführung 165 für den Abtasterarm. Die Eingriffsplatte 165 ist an dem Halter 136 mittels einer Blattfeder 167 befestigt, welche die Eingriffsplatte in einem vorgespannten Zustand hält. Die Eingriffsplatte 135 enthält eine Eingriffsvorrichtung 138 mit einer Schloßmutter, in bevorzugter Ausführungsform aus Teflon. Mit einer Justierschraube 139 wird sichergestellt, daß die Eingriffsvorrichtung 138 von der Schraubenspindel 131 abgekuppelt wird, wenn sich das Schutzgehäuse 104 nach dem Abspielen anhebt und in seine Ruhestellung zurückkehrt.

Eine Vorrichtung 175 zur Höhenjustierung ist mittels einer Ankerschraube 176 am Halter 136 für das Schutzgehäuse befestigt. Die Höhenjustiervorrichtung 175 wirkt, wie es am besten aus F i g. 9 hervorgeht, mit einer Arretäerungsstange 170 zusammen, um die Bewegung des Schutzgehäuses 104 in vertikaler Richtung zu begrenzen. Eine Höhenjustierschraube 177 dient zur Einstellung der richtigen Grenzen für die Bewegung des Schutzgehäuses 104.

Im Betrieb, nach Einschalten der Stromversorgung für das Abspielgerät, wird die Antriebswelle 130 mittels des Treibriemens 155 und der Riemenscheibe 133 in Drehung versetzt. Das Schutzgehäuse 104 wird von Hand angehoben und in die Führungsrille oder Einlaufrille der Platte gesetzt. In dieser Lage liegt die Eingriffsvorrichtung 138 über dem Gewindeteil 131 der rotieren- den Welle 130, und wenn das Schutzgehäuse 104 abgesenkt wird, ergreift die Eingriffsvorrichtung den Gewindeteil 131, d. h. die Schraubenspindel, und das Schutzgehäuse 104 wird daraufhin quer zur Platte derart angetrieben, daß der Abtasterarm 106 dem Gang der Plattenrille folgt Wenn die Platte zu Ende ist, d. h. wenn die innerste Rille oder Endrille erreicht ist, ist die Eingriffsvorrichtung 138 am Ende der Schraubenspindel 131 angekommen und kuppelt selbsttätig aus. Das Schutzgehäuse 104 kann dann in seine Anfangsstellung oder in irgendeine beliebige Stellung über der Videoplatte zurückgebracht werden. Das dargestellte Abspielgerät wird zwar von Hand bedient, es kann jedoch leicht für automatischen Betrieb eingerichtet werden.

F i g. 11 ist eine vergroßer'? Ansicht des Abtasterarms 106 und des zentrierenden Auflagers 107 für den Arm sowie einiger anderer in Fig. 10 gezeigter Teile. Wenn das Schutzgehäuse 104 so abgesenkt wird, daß der Abtaster 20 in eine (nicht gezeigte) Rille in der auf dem Plattenteller 101 liegenden Platte 100 greift, dann hebt sich der Abtasterarm 106 von dem zentrierenden Auflager 107 ab, weil der biegsame Leiter 110 und die (in F i g. 8 gezeigte) elastische Gelenkverbindung 120 in horizontaler und vertikaler Richtung nachgeben kann. Das rampenfcrmige Auflager für den Abtasterarm ist so konstruiert, daß es vom Abtasterarm 106 während des Abspielens nicht berührt wird. Wenn der Antriebsmechanismus einen kleinen RiilenfeHer erzeugt, kann sich der Abtasterarm 106 in seitlicher Richtung bewegen, um der Rille zu folgen. Am Ende des Abspieicns der Platte, wenn das Schutzgehäuse 104 gehoben wird, kehrt der Abtasterarm 106 in folge der abgeschrägten Kanten des Auflagers 107 in seine zentrierte Lage zurück. Die in Fig. 10 bereits gezeigte elastische Gelenkverbindung 120, die gemeinsam mit dem biegsamen Leiter 110 dazu beiträgt, daß der Abtasterarm 106 der Aufzeichnungsrille folgen kann, ist in F i g. 12 im einzelnen dargestellt

Die in Fi g. 12 gezeigte elastische Gelenkverbindung besteht aus einem Armhalter 180, einem Federn tragenden Zwischenstück 190 und einem Befestigungsstück 200. Der Armhaker 180 ist mit dem Abtasterarm 106 verbunden, und das Befestigungsstück 200 trägt einen Ansatz 204, der, wie es in Fig. 10 zu sehen ist, mittels einer Feststellschraube an der Korrektureinrichtung 125 für die Rillengeschwindigkeitsfehler befestigt ist. Der Armhalter 180 hat zwei Schlitze 182 und 184, und das Befestigungsstück 200 hat zwei Schlitze 206 und 208. An dsm Zwischenstück 190 ist ein Federelement 195 befestigt, welches Lappen 192 und 194 aulweist, die in die Schlitze 182 und 184 im Armhalter 180 passen. Zwei weitere Lappen 196 und 198 fassen in die Schlitze 206 und 208 des Befestigungsstücks 200. Die Lappen sind nicht vollständig in die jeweiligen Schlitze geschoben, sondern sind ein kleines Stück frei, wodurch Blattfedern ^ntftcV ?r„ die eine horizontale und vertikale Bewegung gestatten. In der Zeichnung ist zu sehen, daß die federnden Lappen 192 und 194 eine vertikale Bewegung des Abtasterarms 106 bezüglich im Befestigungsstück 200 gestatten, und daß die federnden Lappen 1% und 198 eine horizontale Bewegung bezüglich des Befestigungsstücks 200 gestatten. Aufgrund dieser Anordnung kann sich der Abtasterarm relativ leicht vertikal und horizontal bewegen, während er an einer Verdrehung gehindert ist. Gleichzeitig liefert diese Anordnung die notwendige Längssteifigkeit, (d. h. gegenüber in Längsrichtung des Abtasterarms 106 wirkenden Kräften), damit die Korrektureinrichtung 125 für Rillengeschwindigkeitsfehler den Abtasterarm in Längsrichtung bewegen kann.

F i g. 13 zeigt teilweise in Blockform und teilweise als Detailschaltbild eine elektrische Schaltungsanordnung, welche die zwischen der Elektrode 23 und dem Metallbelag 11 des Aufzeichnungsmediums 10(Fig. 1)gefühlten Kapazitätsschwankungen zu brauchbaren Ausgangssignalen verarbeiten kann. Wenn die Videoplatte eine Basisoand-Aufzeichnung enthält, kann die Schaltungsanordnung beispielsweise dazu verwendet werden, um ein amplitudenmoduliertes Trägersignal zu erzeugen, welches zum Erhalt eines Fernsehbildes dem Antenneneingang eines Fernsehempfängers zugeführt wird. In der Zeichnung stellt der variable Kondensator 300 die Kapazität zwischen der Elektrode 23 und dem metallischen Belag 11 der Platte dar, die durch die auf der Platte aufgezeichneten Signalelemente verändert wird. Der gestrichelt gezeichnete Serienkondensator 305 stellt die Kapazität zwischen dem Metallbelag 11 und Masse dar. Die Elektrode 23 ist über die Leitung 110 mit einer Spule 245 verbunden (wie es auch in F i g. 5 gezeigt ist). Die Spule 245 hat eine Anzapfung 249, mit welcher ein Spitzendetektor 255 gekoppelt ist, der aus einer Diode 256 und der Parallelschaltung eines Widerstands 257 und eines Kondensators 258 besteht. Diese Parallelschaltung liegt zwischen der von der Spule 245 abgewandten Klemme der Diode und Masse. Der Kondensator 258, der in der Figur als konzentriertes Element dargestellt ist, kann in Wirklichkeit einfach aus der Summe der Streukapazitäten der Leitungen und der Eingangskapazität des Vorverstärkers 260 bestehen. Eine zweite Anzapfung 247 der Spule 245 liegt an Masse. Ein Hochfrequenzoszillator 250 legt Hochfrequenzsignale an die Spule 245. Der Vorverstärker 260 ist mit dem Spitzendetektor 255 gekoppelt und Hefen an seinem Ausgang verstärkte Signale. Die Schaltungselemente 250, 255 und 260 können zur Verminderung von Streureaktanze.n innerhalb des Schutzgehäuses 104 nahe der Abtastelektrode angeordnet sein. Dies ist in Fig. 13 durch die gestrichelte Umrahmung dieser Schaltungselemente angedeutet. Der Ausgang des Vorverstärkers 260 wird auf einen Verstärker 270 gekoppelt, der die vom Detektor demodulierten Signale weiter verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 270 liegt an einem Amplitudenmodulator 280 und an einem Separator (Synchronisiersignal-Abtrennstufe) 290. Der Ausgang des Separators 290 ist auf einen Diskriminator 310 gekoppelt, dessen Ausgangssignale zu einem Verstärker 315 gelangen, der mit der in Fig.8 gezeigten Korrektureinrichtung 125 für Rillengeschwindigkeitsfehler ver-

j3 bunaefi ist. Ein Oszillator 320 erzeugt ein Trägersignal, welches im Amplitudenmodulator 280 mit dem Informationssignal aus dem Verstärker 270 modulicri wird. Die vom Modulator 280 ausgehende an der Ausgangsklemme A erscheinende amplitudenmodulierte Trägerwelle kann zum Beispiel den Antennenanschlüssen eines Fernsehempfängers oder einem Fernseh-Kabclnetz eingegeben werden.

Im Betrieb der Schaltung liefert der HF-Oszillator 250 eine Anregungsspannung an einen Resonanzkreis der aus dem Kondensator 300, dem Kondensator 305 der Spule 245, der Sperrschichtkapazität der Diode 256 und der Streukapazität 258 besteht. Der Spulenteil zwischen dem HF-Oszillator 250 und dem Anschluß 247 wirkt als Primärwicklung eines Spartransformator, dei das HF-Anregungssignal auf den Resonanzkreis koppeil. Da sich die Resonanzfrequenz des Schwingkreise; infolge der Schwankungen der Kapazität 300 ändert ändert sich die Amplitude der Anregungsspannung air Eingang der Diode. Der Gütefaktor Q des Resonanzkreises und der Weit der Anregungsspannung sind se gewählt, daß an der Anzapfung 249 eine steile Spannungs/Frequenzkennlinie gemessen wird, und somit vom Spitzendetektor 255 ein Signal ausreichender Star ke geliefert wird. Der Gütefaktor Q muß jedoch auch se gewählt sein, daß der Resonanzkreis gleichzeitig eine angemessene Bandbreite hat. Die Frequenz des Oszilla tors 250 ist so gewühlt, daß sie auf eine Flanke de: Frequenzkurve des Resonanzkreises fällt und für alle Signalbedingungen auf dieser Flanke bleibt, wenn siel die Frequenz des Resonanzkreises entsprechend derr lnformationss mal ändert und sich die Frequenzkurvc des Kreises entsprechend verschiebt. Wenn die Elektro de 23 die Rille 14 abtastet, ändert sich die Kapazität 3W

entsprechend der aufgezeichneten Information. Hierdurch verschiebt sich die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der die Kapazität 300 enthält. Da dem Kreis ein Grundsignal konstan'er Frequenz (vom Oszillator 250) zugeführt wird, ändert sich die Filterwirkung des Kreises gegenüber diesem Grundsignal wegen der sich ändernden Resonanzfrequenz als Funktion der aufgezeichneten Information. Hierdurch erscheint an der Anzapfung 249 ein Ausgangssignal sich ändernder Amplitude. Der Spitzendetektor 255 demoduliert diese Amplitudenänderungen mittels der Diode 256. und die aus dem Widerstand 257 und dem Kondensator 258 bestehende Siebschaltung entfernt alle Frequenzteile, die über der Frequenz des Informationssignals liegen. In einer Ausführungsform bestand die Spule 255 aus 15 Windungen Kupferdraht Nr. 30 (ASWG), die eng auf einem Spulenkörper von 3,2 mm Durchmesser gewikkelt waren. Die Anzapfung 249 befand sich fünf Windungen vom Anschluß der Spule 235 an die Leitung 110 entfernt. Die Anzapfung 247 lag acht Windungen hinter der Anzapfung 249, und der Anschluß des Oszillators 250 lag noch zwei weitere Windungen hinter der Anzapfung 247. Die Diode 256 war vom Typ 2900 des Herstellers Hewlett Packard Associates, und der Widerstand 257 betrug 10 Kiloohm. Die Kapazität 258 hatte bei einer Frequenz von 4 MHz einen Blindwiderstand von 5 Kiloohm.

Die Signale vom Detektor 255 werden auf einen Vorverstärker 260 gekoppelt, der ebenfalls im Schutzgehäuse 104 angeordnet sein kann, um Störeinflüsse auf das Signal zu vermindern. Das Ausgangssignal des Verstärkers 260 wird dann in einem zweiten Verstärker 270 weiter verstärkt. In einem Ausführungsbeispiel hatte der Verstärker 260 eine Spannungsverstärkung von 10, während der Verstärker 270 eine Spannungsverstärkung von 100 hatte. Die Ausgangssignale des Verstärkers 270 können zur Speisung irgendeiner Einrichtung dienen, für welche die aufgezeichneten Signale vorgesehen sind. Beispielsweise können im Falle von Tonfrequenzen die Signale aus dem Verstärker 270 einem Leistungsverstärker zum Betrieb eines akustischen Wandlers zugeführt werden. Im Falle von tonfrequenten Aufzeichnungen kann die Drehzahl des Plattentellers natürlich wesentlich kleiner gemacht werden, um die Spieldauer zu erhöhen.

Das in Fig. 13 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für Basisband-Aufzeichnungen von NTSC-Fernsehsignalen einschließlich der Synchronisiersignale vorgesehen. Der Ausgang des Verstärkers 270 führt somit Videofrequenzsignale sowie Vertikal- und Horizontalsynchronisicrsignale. Der Separator 290 trennt die Horizontalsynchronisierimpulse vom Gesamtsignal ab und koppelt sie auf den Diskriminator 310. Der Diskriminator ist so ausgelegt, daß er eine Steuerspannung liefert, wenn die Synchronisiersignale aus dem Separator 290 infolge von Rillengeschwindigkeitsänderungen von der Nominalfrequenz 15,7 KHz abweichen. Die Synchronisiersignalfrequenz bildet also ein auf der Platte aufgezeichnetes Pilotsignal, welches vom Diskriminator gefühlt werden kann, um eine Steuerspannung zu erzeugen, wenn <^v<c aufgezeichnete Synchronisiersignalfrequenz aufgr; d von Geschwindigkeitsfehlern der Platte von ihrem richtigen Wert abweicht. Das vom Diskriminator 310 gelieferte Steuersignal wird über einen Verstärker 315 der in Fig. 10 gezeigten Korrektureinrichtung 125 zugeführt, die daraufhin eine Längsbewegung des Abtasterarms im Sinne einer Korrektur des RillengeschwindiKkeitsfehlers bewirkt. Das Gesamtsignal vom Verstärker 270 kann außerdem im Bedarfsfall einem Amplitudenmodulator 280 zugeführt werden, um die Videosignale an den Antennenanschlüssen eines Fernsehempfängers eingeben zu können. Die Frequenz des Oszillators 320 ist so gewählt, daß sie mit einem der UHF- oder VHF-Kanäle eines Fernsehempfängers zusammenfällt, und der Oszillator 320 liefert die Trägerwelle für den Modulator, die mit den Video- und Synchronisiersignaian aus dem Verstärker 270 amplitudenmoduliert wird. Der Modulator 280 enthält eine Klemmschaltung zur Anklammerung des Videosignals auf e'-nen vorbestimmten Pegel. Die amplitudenmoduliertsn Signale aus dem Modulator 280 können dann direkt den Antennenanschlüssen eines normalen Fernsehempfängers zugeführt werden, der als Wiedergabegerät für die auf der in F i g. 8 dargestellten Videoplatte 100 aufgezeichneten Videosignale dient.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung wird dann verwendet, wenn auf der Videoplatte Basisband-Signale aufgezeichnet sind. Wenn ein amplitudenmoduliertes Trägersignal (wie in F i g. 6 gezeigt) aufgezeichnet ist, wird der Amplitudenmodulator 280 der Fig. 13 durch einen Mischkreis ersetzt, um die Frequenz des gefühlten ampütudenmodulierten Trägersignals auf einen der Fernsehkanäle umzusetzen. Auch wird vor dem Separator ein Spitzendetektor eingefügt, um aus den modulierten Trägersignalen demodulierte Fernseh-Gesamtsignale zu gewinnen.

Ebenso ist eine Abwandlung der in F i g. 13 gezeigten Schaltungsanordnung nöJig. wenn die auf der Platte aufgezeichneten Signale in Frequenzmodulation entsprechend der Fi g. 7 vorliegen. In diesem Fall muß ein FM-Demodulator unmittelbar hinter dem Verstärker 270 (d. h. zwischen dem Verstärker 270 und dem Amplitudenmodulator 2S0 sowie dem Separator 290) in die Schaltung nach F i g. 13 eingefügt werden. Es ist hervorzuheben, daß für alle die verschiedenen Aufzeichnungsarten der erste Teil der in F i g. 13 gezeigten Schaltung (d. h. der Block 104, der HF-Oszillator 250 und die Signal- und Streukapazitäten 300 bzw. 305) jeweils gleich ist und nur geringe Änderungen notwendig sind, um die Anordnung von einem Aufzeichnungssystem auf ein anderes umzustellen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Wiedergabe von Informationen, die auf dem Boden einer spiralförmigen Rille in einem elektrisch leitfähigen Belag eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers als unebenes Muster aufgezeichnet sind, auf dem ein dielektrischer Film liegt und das bei einer Relativbewegung zu einem Abtaster elektrostatische Kapazitätsänderungen hervorruft, welche von dem Abtaster abgetastet werden und mittels einer mit dem Abiaster verbundenen Schaltungsanordnung in ein zur Wiedergabe geeignetes Signal umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitfähige Belag (11) als eine der beiden Elektroden eines Kondensators dient und daß der \btaster (20) aus einem Trägerkörper (20,21,22; 30) aus elektrisch isolierendem Material besteht, der eine Abtasifläche (36) aufweist, die auf dem dielektrischen Film (12) während der Abtastung gleitet und an der eine als zweite Elektrode des Kondensators dienende, auf dem Trägerkörper (20,21,22; 30) befestigte, elektrisch leitfähige Schicht (Elektrode 23; 38) mit einer Querschnittsform endet, die mit der Querschnittsform der Abtastfläche (36) und der Querschnittsform der Rille (14) wenigstens in einem kleinen Bereich beiderseits der Rillenlängsachse übereinstimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 für einen Aufzeichnungsträger bei dem das Muster im Boden der Spiralrille des Aufzeichnungsträgers aus längs der Rille abwechselnden vertieften und demgegenüber unvertieften Bereichen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (21) des Abtasters (20) an seiner Abtastfläche wesentlich dicker ist als die leitfähige Schicht (23) und mit dieser in einer Fläche endet, die auf unvertieften Bereichen des Musters (14) entlangfährt, um die Tiefe des Eindringens des Abtasters bezüglich unvertiefter Bereiche im wesentlichen konstant zu halten.

3. Anordnung nach Anspruch 2 für einen Aufzeichnungsträger bei dem die Folgefrequenz des Auftretens der abwechselnden vertieften und unvertieften Bereiche des Musters in der Rille des Aufzeichnungsträgers für die aufgezeichnete Information repräsentativ ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (104) eine Detektorschaltung zur Frequenzdemodulation der abgetasteten elektrostatischen Kapazitätsänderungen enthält.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (20) in einem Gehäuse (104) montiert ist, das proportional zu der Drehzahl des Aufzeichnungsträgers (100) radial über den Träger bewegt wird, und daß die Schaltungsanordnung (104) eine mit dem Abtaster gekoppelte Einrichtung enthält, welche auf die von dem Aufzeichnungsträger wiedergewonnene Information anspricht, um den Abtaster längs der Rille zur Korrektur der Relativgeschwindigkeil zu bewegen.